TK6916J 重型数控镗铣床故障维修案例

陈林邦，苏 龙

（沈机集团昆明机床股份有限公司，云南昆明 650203）

0 引言

TK6916J 设备（图1）是公司创新研发的闭式静压结构69 系列落地式重型镗铣床，该系列机床性能优良，加工工艺范围广泛，一次装夹可完成钻孔、扩孔、镗孔、切沟槽以及平面的铣削加工。既可加工坐标精度较高的孔系，也可加工大直径孔系。可选配多种特殊附件，如：自动刀库系统，切削液外冷、内冷系统等能进一步扩大机床的加工工艺范围。与数控回转工作台及AC 摆头等选配附件配合使用，能实现五轴联动加工。广泛应用于航空、航天、船舶、能源、国防军工、轨道交通、冶金、工程机械等领域。在山东客户的使用过程中，出现一些典型故障，具有代表性。

1 光栅尺受污染及龙门轴不同步故障

1.1 故障现象

机床Y 轴频繁出现“25201，轴Y12 伺服故障报警”；“207900，电机堵转/转速换达到挡块报警”。

1.2 故障分析

图1 TK6916J 落地式重型镗铣床

该机型Y 轴配置Y11/Y12 双电机、双丝杆、双光栅驱动反馈系统，电机经同步带直接驱动滚珠丝杠，由Y11/Y12 组成龙门轴。“25201”报警通常检查伺服轴的轴数据和驱动器数据是否异常；如果是带有抱闸的轴，需要检查抱闸电源是否正常；也可采用原件更换法检查对应轴的伺服电机、伺服电缆、功率模块、控制模块的好坏；如果以上都没有问题可检查机械部分是否有卡死或润滑不足现象。“207900”报警通常是电机内部卡死或传动链卡死致使电机无法运转。结合两个报警号及机床Y 轴实际情况，为判断故障原因，修改Y 轴控制方式为半闭环控制，长时间运行Y 轴未见故障出现。推测报警故障是Y11 或Y12 光栅尺受污染引发双光栅反馈不一致导致的“25201”和“207900”报警，处理故障时应首先检查光栅尺部分。

1.3 处理过程

（1）清理工作台台面，边长1 m 方角尺检查方滑枕悬伸处滑枕座300 mm 处进行主轴画圈检查结果为0.025 mm/800 mm，确认悬挂式主轴箱体前后平衡，不需要进行机械平衡调整。

（2）分别在滑枕悬伸出滑枕座0 mm、-300 mm、-600 mm、-900 mm、-1200 mm 处上下移动Y 轴检查Y11/Y12 电流变化情况为：随滑枕悬伸长度增加，Y11/Y12 电流呈逐渐减小趋势变化。

（3）修改Y 轴控制方式为全闭环，以0.02 mm 步距修调Y12 零点偏移使Y12 轴向上偏移，观察Y11/Y12 电流变化情况时机床出现报警“26106，轴Y12 编码器2 没有找到”；“25000，轴Y12 主动编码器出错；或“25001，轴Y12 从动编码器硬件出错。”

（4）修改Y 轴控制方式为半闭环拆卸主轴箱后侧光栅尺防护罩、主轴箱尾部上下风琴罩，拆卸Y12 轴光栅尺读数头时发现读数头安装不妥（安装支架修调不到位），酒精与无尘布多次清洁光栅尺、读数头，复装后运转Y 轴测试编码器报警故障消除。

（5）全清Y11/Y12 的零点偏移，回零后重新标定Y 机械零点，并观察Y11/Y12 电流变化情况异常。

（6）以0.02 mm 步距修调Y12 零点偏移使Y12 轴向上偏移，上下移动Y 轴观察Y11/Y12 电流变化情况，当修调量达0.137 mm 时Y11/Y12 电流相近，Y 轴上下移动电流（3～8）A，满足出厂设定调整要求。恢复主轴箱后侧光栅尺防护罩、主轴箱尾部上部风琴罩，长时间运行测试确认故障消除。

2 主机附件——万能铣头传动链卡死不能分度故障

2.1 故障现象

万能铣头Ⅰ号和Ⅱ号分度盘旋转运动中途卡顿抱死，都不能正常进行分度工作。

2.2 故障分析

公司生产的万能铣头，也叫万向铣头，铣头主轴可以在相互垂直的两个平面内回转，他不但能完成立铣、平铣的工作，同时，还可以在工件的一次装夹中，进行任何角度的铣削，主传动为两组相互垂直的伞齿轮组。在旋转中途卡死故障通常情况为传动链故障，故在处理此类故障时应首先检查传动链。

2.3 故障处理

（1）现场分别松开内外分度盘紧固螺钉，手动正反向检查内、外分度盘均有卡死现象。

（2）拆卸内、外分度盘紧固螺钉、分度蜗杆，拆卸内、外分度盘检查发现T 形槽连接键及安装螺钉散落在T 形槽内，其安装螺钉全部断裂。

（3）清理T 形槽内散落零部件及铁屑，检查T 形槽连接键修理毛刺后完好，设法取出断裂螺钉，检查发现该面上两动力传动键松动，拆卸检查发现该键安装螺钉太短，仅咬合4 牙，更换长度更长的安装螺钉重新安装此传动键。

（4）清理、清洁两分度T 形槽及T 形槽T 形螺母并添加适当液压油润滑，复装修理后的T 形槽连接键，检查T 形螺母在T形槽各向个点移动顺畅无干涉。

（5）清理、清洁内外分度盘各安装面、补充润滑脂润滑蜗轮蜗杆及各传动伞齿轮后复装内外分度盘。

（6）连接内外分度盘紧固螺钉，手动正反向多次检查外分度盘均无卡死现象；手动正反向多次检查内分度盘均无卡死现象。联机多次运转测试确认故障消除。

3 主机附件——平旋盘U 轴NC 参数被修改异常，导致平旋盘无法正常使用故障

3.1 故障现象

平旋盘能正常联机，联机后平旋盘旋转运动正常，但在使用U 轴时，设备出现“25201，U 轴伺服故障”报警，导致平旋盘无法正常使用。

3.2 故障分析

平旋盘也叫U 轴刀具，U 轴一般是定义为平行于机床的X轴的轴，U 轴刀具可在U 轴方向实时数控变径，使镗铣类机床也能完成过去只能由车床完成的车削加工，在一定程度上扩宽了镗铣类机床产品的加工范围，是公司向用户大力推荐的主机附件之一。该用户处平旋盘旋转运动正常，但运行U 轴时出现报警，说明故障情况出现在U 轴运动的传动链中，处理此类故障时应首先检查U 轴传动链。

3.3 故障处理

（1）正常联机平旋盘后，测试平旋盘U 轴运动时观察到平旋盘反向窜动很大，疑似运动时过冲量或反向补偿过多。

（2）检查平旋盘U 轴相关系统NC 参数发现反向补偿量达0.81 mm，严重超出正常的补偿范围，记录并清除该补偿量，复位操作使反向补偿量为0 后再次测试发现窜动量明显减小。

（3）百分表多次检查测量平旋盘U 轴反向间隙为0.13 mm，将该值设定到参数中并使其生效后，多次运动检查平旋盘U 轴反向间隙消除，窜动现象消除，平旋盘整体各项功能正常。

4 主机附件——旋转工作台润滑油液不合格，导致工作台抖动故障

4.1 故障现象

旋转工作台在启动瞬间及正常运转过程中均有抖动现象，且随运转速度的增大而更加明显。

4.2 故障分析

该系列工作台回转轴采用高精度双列圆柱滚子轴承，轴系上部采用中心卸荷装置，其回转运动导轨采用贴塑滑动导轨与滚动导轨相结合的刚性符合式导轨，使该工作台具有抗偏载能力强、接触刚度高、摩擦系数小、耐磨损、吸振性好、高频振动小、定位精度高、导轨润滑既可使油膜不被损坏又不会产生污染和浪费等优点，能保证各移动部件的运动平稳性。当运转出现不平稳状态时，需要首先检查导轨润滑是否充足，滚动轴承是否损坏等，其次检查传动箱内部是否故障等。

4.3 故障处理

（1）现场测试发现工作台抖动现象明显，抖动现象不止出现在启动阶段，在正常运转阶段也同样存在，检查导轨润滑油发现油液油质不达标，按设计要求更换油液为200 号导轨润滑油。

（2）现场导轨润滑测试观察压力表未见压力，拆卸集中导轨润滑泵保险测量完好未损坏，检查导轨润滑泵接线盒接线无误，测量各工作电压到位。

（3）系统端检查距离润滑间隔设置正常、时间润滑间隔设置正常，每次润滑时间设置异常为1 s，修改每次润滑时间设置10 s，再次打油测试压力表压力上升迅速，压力大小达标。

（4）充分润滑工作台后交用户测试确认故障消除。

5 结束语

通过对设备光栅受污染、龙门轴不同步、附件头工作异常、旋转工作台抖动等故障的分析处理及排除，发现此类大型设备中外部检测装置及主机附件部分故障率较高，但只要我们了解清楚其功能和结构，从原理上进行分析，很容易就能找到突破口，在设备维护保养时务必保护好数控系统及伺服系统相关参数不被随意更改，平常工作中不断总结出维修该序列产品故障的维修流程，就能大幅度提高维修效率、缩短设备停机维修时间。